Estados estяaиhos da matéria: Condensados de Bose-Einstein

Como se fabrica um condensado de Bose-Einstein (parte 2)

Até agora vimos como se diminui a velocidade de um átomo segundo uma direcção; para se diminuir a velocidade dos átomos em todas as direcções não é muito mais difícil... basta usar seis raios laser que apontem nas direcções: para cima, baixo, esquerda, direita, frente e trás. O applet da direita permite visualizar esse efeito ajustando a frequência (color) a um valor ligeiramente abaixo da frequência de ressonância em repouso dos átomos (valor correspondente ao do pico da curva em sino do applet).

Bobinas.

Com esta configuração de raios laser Cornell e Wieman conseguiram arrefecer o gás de ⁸⁷Rb à temperatura de 100 µK. A esta temperatura os átomos ainda têm uma pequena velocidade, pelo que mais cedo ou mais tarde acabam por escapar da armadilha antes de condensarem ... para o impedir aplica-se um campo magnético fraco, gerado pela corrente eléctrica que flui através de duas bobinas na direcção das setas. As bobinas estão colocadas de forma a que o campo magnético se anule no centro, na intercepção dos seis feixes de laser, aumentando em intensidade à medida que nos afastamos desse ponto.

Porque razão os átomos não escapam?

Efeito de Zeeman.

Quando se coloca um átomo num campo magnético aparecem riscas adicionais no seu espectro de emissão, devido ao desdobramento de alguns dos níveis de energia atómicos, esquematizado na figura da esquerda. O número de riscas adicionais depende apenas da substância química, mas a distância entre as riscas é proporcional à intensidade do campo aplicado. À medida que o átomo arrefecido se afasta do centro, torna-se sensível a fotões de frequência cada vez mais elevada, até à frequência do laser. Quando isto acontece os choques com os fotões fazem recuar o átomo, mantendo-o na armadilha.